تصنيع وتوصيف طلاء أحادي ومتعدد الطبقات على غرسة الفولاذ المقاوم للصدأ

الباحث

دعاء صباح شمس

المشرف

هناء عرير القيسي - مهند نجاح الشروفي

الجامعة

الجامعة التكنولوجية

الكلية / القسم

قسم هندسة المواد / هندسة المواد

الشهادة

ماجستير

السنة

2023

لغة الرسالة

انكليزي

الكلمات المفتاحية

Multilayer coating;Stainless steel implant;Electrophoretic deposition;Biocompatibility

أستخدمت سبائك الفولاذ المقاوم للصدأ 316L) )1( كغرسة في أجزاء كثيرة من جسم الإنسان نظراً لصفاتها الميكانيكية وتوافقها الحيوي. وبسبب ضعف التصاقها بالأنسجة المحيطة تميل إلى إطلاق بعض الأيونات الضارة عند التلامس مع المركبات الموجودة في سوائل الجسم. وبهذا إحدى أفضل طرق dalled! هي تغطية سطح الفولاذ المقاوم للصدأ TL.) )1( بطبقة واقية تعتمد على الجسيمات النانوية المعدنية. في هذا البحث, تم التركيز في تطور التلامس الدائم والقوي بين أنسجة العظام المحيطة وسطح الغرسة. تم ترسيب طبقة الطلاء الرابطة المتكونة من جزيئات الفضة النانوية على سطح SY gill المقاوم للصدأ (FV TL) باستخدام طريقة الترسيب اللاكهربائي. بعد ذلك استخدام ترسيب الرذاذ الكهروستاتيكي (ESD) لبناء طبقات متعددة تعتمد على البوليمر بنسب مختلفة في ثلاث مجموعات متضمنة )£ , 5 , (A ”7 نسبة وزنية من مسحوق أكسيد النيكل (NiO) ، و )١.5١ ,١ ٠ ٠.5( / نسبة وزنية من جزيئات الفضة النانوية مع (15.5 ، 15 ، 5 نسبة وزنية للمجموعة الأولى ، (17.5 , 17 , 17.5) 7# نسبة وزنية للمجموعة الثانية ، و (91.5 , 3١ , 40.5) ” نسبة وزنية للمجموعة الثالثة من مسحوق الطلاء بالبولي ميثيل ميثاكريلات (PMMA) تم تشكيل طبقة الطلاء النهائية على سطح الطلاء الفضي المسبق التشكيل بنسبة وزنية مختلفة )£ ,5 (A, / من مسحوق أكسيد النيكل (NiO) © و VE AT) , 5) % نسبة وزنية. تم فحص سطح الطبقة النهائية باستخدام FE-SEM / EDS وتقنية تحليل XRD و FTIR أظهرت النتائج أن طبقة الطلاء منتجة بشكل متسق في جميع أنحاء السطح والتي كانت خالية من الشقوق. وجد أن متوسط clas الطلاء ل AgNP المطلية بطريقة اللاكهربائي )09.1 ميكرومتر) ٠ ومتوسط سمك الطلاء المركب (55.لا5 )/١.5 © VAY ٠ ميكرومتر ل (5 , 6, 8(% NiO بالتتابع. كان متوسط سمك الطلاء للطلاء متعدد الطبقات (ATT 6 AAS) ميكرومتر ل (5, 6) NiO Z بالتتابع. تم اختبار زاوية التلامس لفحص الأداء البيولوجي للعينات المطلية ، وأظهرت النتائج خصائص ترطيب جيدة. غمرت العينات في سائل جسم محاكى (SBF) لمدة lag 7١ واستخدام اختبار الغمر لفحص الأيونات التي تم تحررها بواسطة العينات المطلية تبين ان العينات مقاومة عالية للتآكل. تم تقييم الخواص الميكانيكية باستخدام صلادة فيكرز المجهرية التي كشفت أن دمج جزيئات السيراميك عزز صلادة الطلاء. بالإضافة إلى ذلك ، تم إجراء قياس صلادة الخدش لتقييم التصاق الطلاء وتبين أن العينة ذات النسبة ١ ١( (PMMA:NiO:Ag) 5, 15) ”/ التي تحتوي على جزيئات الفضة النانوية أظهرت أعلى مستوى من الالتصاق.

316L stainless steel alloy has been utilized as an implant in many parts of the human body due to its mechanical qualities, and biocompatibility. Yet, due to its weak adhesion with surrounding tissues and tendency to release certain harmful ions when it comes into contact with compounds present in body fluids. One of the best treatment methods is to covering the surface of the 316L stainless steel with a protective layer based on metal nanoparticles. This research focused on enhancing the biocompatibility of 316L stainless steel alloy by using the best coating methods to form multiple layers. The bond coating layer was represented by the deposition of silver nanoparticles on the surface of 316L stainless steel using the electroless deposition method. The Electrostatic Spray Deposition (ESD) used to construct the multilayers coatings based of bio composite polymer at different percentages in three groups included (4, 6, and 8) wt.% of Nickel Oxide (NiO) powder, and (0.5,1,1.5) wt.% of Ag nanoparticles were combined with (95.5, 95, and 94.5) wt.% for the first group, (93.5, 93, and 92.5) wt.% for the second group, and (91.5, 91, and 90.5) wt.% for the third group of polymethyl methacrylate (PMMA) powder coating. Finally, the finishing coating layer was formed on the surface of the preformed silver coating in different proportions ( 4,6, and 8) wt.% of Nickel Oxide (NiO) powder, and (96,94, and 92) wt.% of polymethyl methacrylate (PMMA) powder coating. The surfaces of the finished layer were examined utilizing FE-SEM/EDS mapping, XRD, and FTIR analysis techniques. The structural findings showed the layer of coating effectively produced consistently throughout the surface and that cleared of cracks. The percentages of NiO, and AgNPs in the PMMA matrix had significant effects on the surface characteristics of the substrate. It was found that the average of coating thickness for the electroless AgNP (59.1 μm), and for the composite coating (67.56, 69.2, 71.5) μm for (4% NiO, 6% NiO, 8% NiO) wt% sequentially. The average of coating thickness for the multilayer coatings was (88.5, 86.6) μm for (4% NiO, 6% NiO) wt% sequentially. The contact angle test employed to examine the biological performance of the coated specimens, and the results indicated favorable wetting properties. The results of the experiment indicated that the coating layers possessed a notable ability to generate crystals on their surfaces, which is indicative of a high level of osteoconductivity, after being immersed in a simulated body fluid (SBF) for 21 days. Furthermore, an immersion assay was employed to examine the ions discharged by the coated specimens, indicating elevated resistance to corrosion. The mechanical properties were evaluated using Vickers microhardness revealing that the incorporation of ceramic particles enhanced the hardness of the polymeric coating. Additionally, the scratch hardness measurement was performed to assess the adhesion of the coating, which indicated that the (S5) PMMA:NiO:Ag (93:6:1)% composite coatings exhibited the highest level of adhesion.

طلب نسخة من الملف

الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.

الاسم

رقم الهاتف

البريد الإلكتروني

الغرض من الطلب (اختياري)

إرسال الطلب